JP6315949B2 - シート搬送装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明はシート搬送装置、及び、画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置は、小型化、そして、シートへの両面印字の高速化が求められている。

シートの両面に印字（画像形成）を行う場合、片面に印字がされたシートをニップしているローラを逆回転させて両面搬送路にシートを搬送する。そして、シートを反転させた状態で、転写部、定着部に搬送することで、印字がされていない面に印字する方法が一般的に用いられている。このとき、逆回転するローラは、片面通紙時の排出経路上に設けられている場合と、反転時にのみ使用される搬送経路上に設けられている場合の２通りが一般的である。しかし、前者の場合は、ローラが逆転し、シートがニップを抜けるまで次のシートの搬送ができず、高速化には不利である。また、後者の場合は、ローラ対を２つ設置しなければならないため、小型化には不利となる。

そこで、特許文献１に記載の画像形成装置では、１つの排出ローラに２つの従動ローラを対向させる（いわゆる、３連ローラ構成）ことで、２つのニップを作成し、高速化と小型化を両立させている。

特開２０００−２６００２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、３連ローラ（駆動ローラと２つの従動ローラ）の回転中心が１直線上に配置されているため、駆動ローラが正回転と逆回転を行う際に、力の向きが変化し、駆動ローラや従動ローラがシートの搬送方向や上下方向に振れることがあった。そして、ローラの振れが発生することにより、シートの搬送が不安定となり、場合によってはジャムが発生するおそれがあった。

本発明は、駆動源からの駆動力を受けて、正回転及び逆回転することが可能な駆動ローラと、前記駆動ローラの回転軸と、前記駆動ローラに従動して回転する第１の従動ローラと、前記駆動ローラに従動して回転する第２の従動ローラと、前記第１の従動ローラを前記駆動ローラへ向けて付勢する第１の付勢部と、前記第２の従動ローラを前記駆動ローラへ向けて付勢する第２の付勢部と、前記回転軸の回転軸方向に対し垂直な断面において、前記駆動ローラの回転中心は、前記第１の従動ローラの回転中心と前記第２の従動ローラの回転中心を通る仮想直線上以外の位置に設けられ、前記第１の付勢部により付勢される前記第１の従動ローラと、前記第２の付勢部により付勢される前記第２の従動ローラと、から前記駆動ローラが受ける力による前記駆動ローラの移動を規制する規制部であって、前記仮想直線に対し前記駆動ローラの回転中心がある側の領域に設けられた規制部を有し、前記規制部は、前記断面において、前記回転軸の外周面に対向し且つ前記外周面の周方向に沿って延びた曲面である規制面と、前記駆動ローラの回転中心がある側の領域において前記駆動ローラで搬送されたシートをガイドする搬送ガイド面と、を有し、前記搬送ガイド面は、前記断面において、前記仮想直線に垂直な方向に沿って延びていることを特徴とするシート搬送装置である。

本発明によれば、駆動ローラ及び２つの従動ローラの振れを低減することができる。

第１の実施形態が適用された画像形成装置１００の断面図 第１の実施形態の反転部２０の斜視図 排出ローラ２０２、排出従動ローラ２０４、両面従動ローラ２０７の力の関係を示す断面図 第１の実施形態の反転部２０の斜視図 第１の実施形態の反転部２０の断面図 第１の実施形態の反転部２０の断面図 第１の実施形態において、シートＳの挙動を示す断面図 第１の実施形態の変形例を示す図 第１の実施形態のブロック図

＜第１の実施形態＞
（画像形成装置１００の全体構成の説明）
以下、本発明が適用された第１の実施形態について図面を参照して説明する。

先ず図１を用いて、レーザビームプリンタである画像形成装置１００の構成と画像形成プロセスについて説明する。

図１は画像形成装置１００の概略断面図である。図１に示すように、画像形成装置１００は画像形成部１０１、給送部１０２、レーザスキャナユニット１０４、定着部１０３、反転部２０、排出トレイ（積載部）１０６を備えている。

給送部１０２は給送カセット２１、分離パッド２２及び給送ローラ２３を有し、積載されたシートＳを給送ローラ２３によって給送し、分離パッド２２で一枚ずつに分離して送り出す。その後シートＳは搬送方向下流側に設けられた給送搬送ローラ２４及び給送搬送コロ２５により形成される給送搬送ローラ対によりさらに下流側に搬送される。また、給送部１０２はシートＳを一旦停止させてトナー画像とシートＳとの位置合わせを行うためのレジストレーションローラ２６及びレジストレーションコロ２７のレジストレーションローラ対（以下、レジローラ対という。）を備えている。給送搬送ローラ対により搬送されたシートＳは、レジローラ対によって位置及びタイミングが合わせられ、その後画像形成部１０１へ搬送される。

画像形成部１０１は、画像形成装置１００本体（装置本体）に対して着脱可能なプロセスカートリッジ２００を有し、プロセスカートリッジ２００内には像担持体となる感光ドラム２９を備えている。また画像形成部１０１は感光ドラム２９に対向して配置される転写ローラ２８を備えている。プリント命令と共に画像情報に基づき、帯電装置により一様に帯電された感光ドラム２９の表面上にレーザスキャナユニット１０４からレーザ光が照射され、これにより感光ドラム２９の表面上に静電潜像が形成される。この静電潜像を現像装置３０によって現像することにより、感光ドラム２９の表面上にトナー画像が形成される。感光ドラム２９の表面上に形成されたトナー画像は、レジローラ対によって感光ドラム２９と転写ローラ２８とのニップ部に送り込まれたシートＳに転写される。画像が転写されたシートＳは、定着部１０３へ搬送される。

定着部１０３は加熱ローラ３０２、これに圧接する加圧ローラ３０３、定着搬送ローラ３３及び定着搬送コロ３４を有している。定着部１０３に送られたシートＳは、定着部１０３の加熱ローラ３０２とこれを圧接する加圧ローラ３０３とのニップ部へ導かれる。この際にトナー画像は加熱及び加圧されてシートＳに定着される。この後、シートＳは定着搬送ローラ３３と定着搬送コロ３４からなる定着搬送ローラ対により担持されて、反転部２０へ搬送される。

反転部２０は、排出ローラ（駆動ローラ）２０２、排出従動ローラ（第１の従動ローラ）２０４、両面従動ローラ（第２の従動ローラ）２０７から成る３連ローラ、及び搬送路を切り替えるために移動可能なフラッパ（切り替え部）２１０を有する。３連ローラは、シートＳを排出する機能及び反転する機能を有し、プリント命令に応じて排出または反転の動作を選択する。シートＳを装置本体１００から排出する場合、シートＳはそのまま排出トレイ１０６に排出、積載される。シートＳを反転する場合、シートＳは所定のタイミングで搬送方向が逆転し、反転用の搬送路へと送られる。その後、シートＳは、反転用の搬送路に設けられている両面搬送ローラ３９と両面搬送コロ３８からなる両面搬送ローラ対、及び、再給送ローラ４１と再給送コロ４０からなる再給送ローラ対によって再給送される。再給送されたシートＳは、再び画像形成部１０１、定着部１０３を通ることで、１面目と同様、２面目に印字がされる。その後、２面目に印字がされたシートＳは、反転部２０によって排出トレイ１０６に排出、積載される。

（シートＳの排出及び反転を行う反転部２０の説明）
次に画像形成装置１００の反転部２０について説明する。図２は、反転部２０の斜視図である。図２に示すように、反転部２０は、排出フレーム２０１、排出ローラ２０２、排出ローラ軸受２０３、排出従動ローラ２０４、排出従動ローラホルダ２０５、排出加圧バネ（第１の付勢部）２０６を備えている。排出従動ローラ２０４は、排出従動ローラホルダ２０５により保持されており、排出加圧バネ２０６によって、排出ローラ２０２へ付勢されている。

また、反転部２０は、両面従動ローラ２０７、両面従動ローラホルダ２０８、両面加圧バネ（第２の付勢部）２０９を備えている。両面従動ローラ２０７は、両面従動ローラホルダ２０８により保持されており、両面加圧バネ２０９によって、排出ローラ２０２へ付勢されている。さらに、反転部２０は、排出と両面への搬送路を切り替えるフラッパ２１０、排出ローラ押さえ（押さえ部）２１１、満載検知フラグ２１２を有する。

また、図２に示すように、反転部２０の上流には定着部１０３が設けられている。定着部１０３は定着フレーム３０１、加熱ローラ３０２、加圧ローラ３０３、加圧部材３０４、定着加圧バネ３０５、定着ガイド３０６、定着センサ３０７、定着両面ガイド３０８を有している。また、定着部１０３は、加圧ローラ３０３に駆動を伝達する定着ギア３０９を備えている。また、両面ガイド４０１は、反転時にシートＳを案内する。

また、排出ローラ２０２は、駆動力を発生するモータＭ（駆動源）からの駆動力が排出ローラギア２１３から伝達されることで、回転する。排出従動ローラ２０４及び両面従動ローラ２０７は、排出ローラ２０２の回転に従動して回転する。

排出ローラ２０２は、駆動力を発生するモータＭからの駆動力を受けて回転し、ソレノイド９０による駆動列の切り替えに応じて回転方向（正回転または逆回転）が決定される。図９は、第１の実施形態のブロック図である。図９に示すように、ＣＰＵ１１０はモータＭ、ソレノイド９０及び定着センサ３０７と接続されている。また、ＣＰＵ１１０は、ＲＯＭ及びＲＡＭと接続されており、ＣＰＵ１１０は、ＲＡＭをワークメモリとして使用することで、ＲＯＭに格納されているプログラムを実行する。第１の実施形態においては、ＣＰＵ１１０とＲＯＭとＲＡＭが制御部を構成する。制御部は、ソレノイド９０を制御することによって、モータＭからの駆動力を排出ローラ２０２に伝達する駆動列を切り替える。

また、排出従動ローラ２０４は、排出ローラ２０２の下方に設けられ、排出加圧バネ２０６により排出ローラ２０２に向かって圧接されている。排出従動ローラ２０４と排出ローラ２０２はニップ部を形成しており、排出従動ローラ２０４は排出ローラ２０２の回転に従動して回転する。排出従動ローラ２０４は、シートＳを排出トレイ１０６に排出する際に、正回転する排出ローラ２０２に従動して回転する。

また、両面従動ローラ２０７は、排出ローラ２０２の上方に設けられ、両面加圧バネ２０９により排出ローラ２０２に向かって圧接されている。両面従動ローラ２０７と排出ローラ２０２はニップ部を形成しており、両面従動ローラ２０７は排出ローラ２０２の回転に従動して回転する。両面従動ローラ２０７は、シートＳを再度、画像形成部１０１へ搬送する際に、逆回転した後に正回転する排出ローラ２０２に従動して回転する。

図３は、排出ローラ２０２、排出従動ローラ２０４、両面従動ローラ２０７の力の関係を示す断面図である。図３に示すように、排出ローラ２０２の回転軸方向と垂直な断面において、排出ローラ２０２の回転中心は、排出従動ローラ２０４の回転中心と両面従動ローラ２０７の回転中心を結んだ直線Ｌ上以外の位置に設けられている。そして、排出ローラ２０２を押さえる排出ローラ押さえ２１１は直線Ｌに対して、排出ローラ２０２の回転中心が設けられている側（図３中左上側）に設けられている。すなわち、排出ローラ押さえ２１１は、排出ローラ２０２の回転中心に対して、直線Ｌと反対側に設けられている。

排出ローラ押さえ２１１の力の関係は、図３に示すようになっており、排出従動ローラ２０４と両面従動ローラ２０７から生じた合力は排出ローラ押さえ２１１に向かうようになっている。すなわち、矢印α方向に付勢されている両面従動ローラ２０７と、矢印β方向に付勢されている排出従動ローラ２０４の合力γは、排出ローラ押さえ２１１の方向へ作用している。したがって、第１の実施形態によれば、排出ローラ押さえ２１１により排出ローラ２０２、排出従動ローラ２０４及び両面従動ローラ２０７が固定されるので（振れにくくなる）、安定したシートＳの搬送が可能となる。

なお、両面従動ローラ２０７から排出ローラ２０２への付勢力αは、α１（直線Ｌと同一の方向）とα２（直線Ｌと垂直な方向）の分力に分けられる。また、排出従動ローラ２０４から排出ローラ２０２への付勢力βは、β１とβ２の分力に分けられる。α１とβ１、及び、α２とβ２は、必ずしも同じ力でなくてもよい。また、直線Ｌとβがなす角度θ１及び直線Ｌとαがなす角度θ２は、５度以上１０度以下程度となるように、排出ローラ２０２の回転中心が配置されていることが好ましい。

図４は、反転部２０の斜視図である。また、図４に示すように、排出ローラ２０２は、回転軸方向に複数分割して設けられたゴムローラ部２０２ａを有する。排出ローラ押さえ２１１の一部である摺動保持部２１１ａは、複数のゴムローラ部２０２ａの間に設けられ、排出ローラ２０２の回転軸を押さえている。

図５及び図６は、反転部２０の断面図である。図５及び図６に示すように、第１の実施形態では、排出ローラ押さえ２１１は、シートＳを案内する搬送ガイドの一部を構成し、かつ、排出トレイ１０６上のシートＳの満載を検知するための満載検知フラグ２１２を保持している。

シートＳを排出トレイ１０６に排出する際には、図５に示すように、排出ローラ２０２は時計まわりに回転し、フラッパ２１０は上方部に位置（第１の位置）している。両面印字を行うために、１面目に印字がされたシートＳを反転させる場合には、定着センサ３０７がシートＳの先端を検知すると、ソレノイド９０により、排出ローラ２０２の回転方向が反時計回りに切り替えられるとともに、フラッパ２１０は図６のように下方部の位置（第２の位置）に移動する。

図７は、シートＳの挙動を示す断面図である。定着部１０３を通過したシートＳは、定着両面ガイド３０８に沿って搬送され、フラッパ２１０が下方部に位置していることから、排出ローラ２０２と両面従動ローラ２０７のニップへと搬送される（図７（ａ））。このとき、シートＳの後端が定着両面ガイド３０８を通過したことを定着センサ３０７で検知することで、排出ローラ２０２の回転方向が時計まわり方向へ切り換えられるとともに、フラッパ２１０が上方の位置へと移動する（図７（ｂ））。

その後、シートＳは排出ローラ２０２と両面従動ローラ２０７によって、両面搬送路へと搬送される。両面搬送路へと搬送されたシートＳは、再度画像形成部１０１及び定着部１０３を通過し、２面目に印字がされ、図７（ｃ）のように排出ローラ２０２と排出従動ローラ２０４のニップへと搬送され、排出トレイ１０６の上に排出される。

以上の第１の実施形態の説明では、反転部２０に本発明が適用された構成について説明したが、本発明はこれに限定されるべきではない。本発明を反転部以外の場所で用いたシート搬送装置であってもよい。

また、以上の第１の実施形態の説明では、排出ローラ２０２の回転中心が直線Ｌよりも排出方向の下流側（図３中左上側）に設けられた構成について説明したが、本発明はこれに限定されるべきではない。すなわち、排出従動ローラ２０４と両面従動ローラの合力が生じる方向を排出方向の上流側（図３中右下側）として、その合力を受ける排出ローラ２０２を排出ローラ押さえ２１１で押さえる構成であってもよい。なお、装置本体の小型化という観点では、第１の実施形態のように、排出ローラ押さえ２１１が直線Ｌよりも排出方向の下流側に設けられている構成のほうが好ましい。

また、以上の第１の実施形態の説明では、排出ローラ押さえ２１１の摺動保持部２１１ａが、ゴムローラ部２０２ａの間（軸方向で内側）に配置されている構成について説明したが、本発明はこれに限定されるべきではない。すなわち、摺動保持部２１１ａは、ゴムローラ部２０２ａの外側の近傍に配置されている構成であってもよい。なお、ローラの振れを防止するという観点では、第１の実施形態のように、摺動保持部２１１ａがゴムローラ部２０２ａの間に配置されている構成の方が好ましい。また、摺動保持部２１１ａは、排出ローラ２０２の軸方向に複数設けられた構成でもよい。

図８は、第１の実施形態の変形例を示す図であり、図６における矢印Ａ方向から見た矢視図である。図８に示すように、本発明は、排出従動ローラ２０４や両面従動ローラ２０７が、排出ローラ２０２の軸方向において、排出ローラ２０２に対して角度θ傾けて（斜めに）配置されている（水平ではない）構成であってもよい。

１００ 画像形成装置
２０ 反転部
２０１ 排出フレーム
２０２ 排出ローラ（駆動ローラ）
２０２ａ ゴムローラ部
２０３ 排出ローラ軸受
２０４ 排出従動ローラ（第１従動ローラ）
２０５ 排出従動ローラホルダ
２０６ 排出加圧バネ（第１の付勢部）
２０７ 両面従動ローラ（第２従動ローラ）
２０８ 両面従動ローラホルダ
２０９ 両面加圧バネ（第２の付勢部）
２１０ フラッパ（切り替え部材）
２１１ 排出ローラ押さえ（押さえ部）
２１１ａ 摺動保持部（押さえ部）
Ｓ シート

Claims (8)

1. 駆動源からの駆動力を受けて、正回転及び逆回転することが可能な駆動ローラと、
   前記駆動ローラの回転軸と、
   前記駆動ローラに従動して回転する第１の従動ローラと、
   前記駆動ローラに従動して回転する第２の従動ローラと、
   前記第１の従動ローラを前記駆動ローラへ向けて付勢する第１の付勢部と、
   前記第２の従動ローラを前記駆動ローラへ向けて付勢する第２の付勢部と、
   前記回転軸の回転軸方向に対し垂直な断面において、前記駆動ローラの回転中心は、前記第１の従動ローラの回転中心と前記第２の従動ローラの回転中心を通る仮想直線上以外の位置に設けられ、前記第１の付勢部により付勢される前記第１の従動ローラと、前記第２の付勢部により付勢される前記第２の従動ローラと、から前記駆動ローラが受ける力による前記駆動ローラの移動を規制する規制部であって、前記仮想直線に対し前記駆動ローラの回転中心がある側の領域に設けられた規制部を有し、
   前記規制部は、前記断面において、前記回転軸の外周面に対向し且つ前記外周面の周方向に沿って延びた曲面である規制面と、前記駆動ローラの回転中心がある側の領域において前記駆動ローラで搬送されたシートをガイドする搬送ガイド面と、を有し、
   前記搬送ガイド面は、前記断面において、前記仮想直線に垂直な方向に沿って延びていることを特徴とするシート搬送装置。
2. 前記駆動ローラは、前記回転軸方向において前記回転軸に二つ設けられており、前記規制部は、前記回転軸方向において、二つの前記駆動ローラの間に一つのみ設けられていることを特徴とする請求項１に記載のシート搬送装置。
3. 前記第１の従動ローラは、前記駆動ローラに対して傾けて配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のシート搬送装置。
4. シートを、前記駆動ローラと前記第１の従動ローラとで形成される第１のニップ部へ案内する第１の位置と、前記駆動ローラと前記第２の従動ローラとで形成される第２のニップ部へ案内する第２の位置との間を移動可能に設けられ、搬送路を切り替える切り替え部材を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
5. 前記仮想直線と、前記駆動ローラの回転中心と前記第１の従動ローラの回転中心を通る仮想直線のなす角度が５度以上１０度以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
6. シートに画像を形成する画像形成部と、
   請求項１に記載のシート搬送装置と、を有し、
   前記駆動ローラが正回転した場合に、前記駆動ローラと前記第１の従動ローラとで形成される第１のニップ部により、前記画像形成部にて画像が形成されたシートを排出し、前記駆動ローラが逆回転した後に正回転した場合に、前記駆動ローラと前記第２の従動ローラとで形成される第２のニップ部により、前記画像形成部にて１面目に画像が形成されたシートを再度、前記画像形成部へ搬送することを特徴とする画像形成装置。
7. 前記規制部は、前記断面において、前記仮想直線よりもシートの排出方向の下流側に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記第１のニップ部で排出されたシートを積載する積載部と、
   前記積載部に積載されたシートが満載であることを検知する検知部材と、を有し、前記検知部材は、前記規制部によって支持されていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。

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